Procédé et installation de dénudage cryogénique de câbles électriques ou analogues

Abstract

 @ Le câble à dénuder (C) est enroulé à spires non jointives et à nappes croisées sur un tambour (6) à noyau (10) perforé monté à rotation dans une enceinte (1) thermiquement isolée. En injectant de l'azote liquide sous la commande d'une sonde de température et en mettant en circulation les gaz contenus dans l'enceinte à travers le noyau du tambour et les spires de câble, on refroidit l'ensemble jusqu'à la température de fragilisation de l'enrobage plastique et éventuellement de la gaine extérieure en acier du câble. Puis on déroule le câble et, à sa sortie de l'enceinte, on le soumet à diverses sollicitations mécaniques. Le câble dénudé est enfin enroulé sur une bobine réceptrice (3).
Application à la récupération des déchets de fabrication des câbles de puissance de gros diamètre ainsi que des câbles électriques usagés.

Description

[0001] La présente invention est relative au dénudage cryogénique f des câbles électriques ou analogues. Elle concerne en premier lieu un procédé de dénudage cryogénique d'un câble électrique ou analogue comprenant au moins une gaine fragile à basse température et une âme métallique déformable à la même température, procédé du type dans lequel le câble est refroidi par un agent cryogénique dans une enceinte, soumis à des sollicitations mécaniques à la sortie de cette enceinte et enroulé sur une bobine réceptrice.

[0002] Il existe de nombreuses techniques pour traiter les câbles électriques usagés ou les déchets de fabrication de tels câbles (déchets qui correspondent notamment à la phase de démarrage de l'extrusion de la gaine isolante sur l'âme métallique et à la coupe du câble à la longueur désirée) de façon à en séparer les constituants en vue de leur récupération.

[0003] Parmi ces techniques, les plus avantageuses sont celles qui ne nécessitent pas de découpe préalable du câble pour l'alimentation d'une machine telle qu'un broyeur, c'est-à-dire qui permettent de traiter de grandes longueurs de câble.

[0004] Dans ce contexte, il a été proposer de procéder par brûlage de la gaine. Ce mode opératoire, outre qu'il exclut la possibilité de récupérer la matière plastique ou caoutchouteuse constituant la gaine isolante, présente l'inconvénient d'altérer, par les contraintes thermiques et les changements cristallographiques qu'il entraîne, l'âme métallique du câble. De plus, il ne convient pas pour le traitement des câbles ayant une gaine extérieure de protection en acier.

[0005] Une autre solution consiste à inciser longitudinalement la gaine isolante à la température ambiante. Cette solution n'est satisfaisante que dans certains cas, pour des câbles de petit diamètre dépourvus de gaine extérieure de protection en acier.

[0006] Pour éviter ces inconvénients, on a également proposé des procédés du type indiqué plus haut, basés sur la différence de comportement à basse température entre la ou les gaines extérieures, qui se fragilisent, et l'âme métallique, en cuivre ou en aluminium, qui reste déformable. Ainsi, dans le brevet FR 2.050.752, le câble, porté par un tambour extérieur à l'enceinte, défile à travers un bain d'azote liquide contenu dans cette dernière avant de passer dans les moyens de sollicitation mécanique.

[0007] Cependant, ce procédé ne s'est pas révélé entièrement satisfaisant. En particulier, il ne convient pas pour le traitement des câbles de gros diamètre (de l'ordre de 30 mm par exemple), car le temps de refroidissement de ces câbles, qui croit comme le carré du dianêtre, conduirait à des vitesses de défilement beaucoup trop faibles.

[0008] L'invention a pour but de fournir un procédé et une installation permettant de traiter les câbles électriques de tout diamètre, éventuellement pourvus d'une gaine extérieure en acier.

[0009] A cet effet, l'invention a pour objet un procédé de dénudage cryogénique du type précité, caractérisé en ce qu'on refroidit dans l'enceinte l'ensemble du câble à dénuder, et on commence à extraire le câble de l'enceinte lorsque la gaine a atteint sa température de fragilisation.

[0010] De préférence, on enroule tout d'abord le câble sur un tambour, lequel est monté à rotation dans l'enceinte.

[0011] L'invention a également pour objet une installation destinée à la mise en oeuvre d'un tel procédé. Cette installation, du type ccmprenant un tambour destiné à recevoir le câble à dénuder, une enceinte de refroidissement alimentée en agent cryogénique, des moyens de sollicitation mécanique du câble disposés à la sortie de cette enceinte, et une bobine réceptrice pour le câble dénudé, est caractérisée en ce qu'elle comprend des moyens pour porter à rotation le tambour à l'intérieur de l'enceinte.

[0012] Dans un mode de mise en oeuvre préféré du procédé suivant l'invention, on crée dans l'enceinte une circulation forcée de gaz et on y injecte l'agent cryogénique sous la commande d'une sonde de température. Ceci permet d'utiliser la chaleur sensible de l'agent cryogénique vaporisé en plus de sa chaleur de vaporisation et de travailler juste à la température désirée, ce qui rend le procédé particulièrement économique.

[0013] Dans ce cas, pour assurer un refroidissement efficace du câble, il est avantageux que le tambour comporte un noyau perforé et que les moyens de mise en circulation forcée comprennent un ventilateur disposé coaxialement à ce noyau, à une extrémité de celui-ci.

[0014] Un exemple de mise en oeuvre de l'invention va maintenant être décrit en regard des dessins annexés, sur lesquels :

- la figure 1 est une vue schématique de côté, partiellement en coupe longitudinale, d'une installation de dénudage cryogénique conforme à l'invention ; et

- la figure 2 est une vue en plan, avec coupe partielle, d'une partie de cette installation.

[0015] L'installation représentée aux figures 1 et 2 est destinée à dénuder une longueur relativement importante d'un câble électrique C constitué essentiellement d'une âme en cuivre ou en aluminium, d'une gaine isolante en matière plastique ou caoutchouteuse et éventuellement d'une gaine extérieure de protection en acier.

[0016] Cette installation comprend essentiellement une enceinte 1 isolée thermiquement, des moyens 2 de sollicitation mécanique et une bobine réceptrice 3.

[0017] L'enceinte 1 comprend un corps 4 sur lequel est articulé un couvercle 5, un tambour 6 monté à demeure dans l'enceinte, un dispositif 7 d'injection d'azote liquide, un ventilateur 8. et un guide-câble 9.

[0018] Le tambour 6 est constitué d'un noyau cylindrique 10 creux et perforé portant un flasque 11 à chaque extrémité. L'un des flasques 11 obture l'extrémité correspondante du noyau 10 et est fixé à l'extrémité d'un arbre 12 qui traverse à joint étanche une paroi latérale 13 du corps 4 de l'enceinte 1 et est porté par deux paliers 14 situés à l'extérieur et du même côté de cette enceinte. Au-delà de ces deux paliers, l'arbre 12 est accouplé par son autre extrémité à l'arbre de sortie d'un moto-variateur 15. Ainsi, le tambour 6 est monté en porte à faux dans l'enceinte 1. L'autre flasque 11 est annulaire et laisse ouverte l'extrémité correspondante du noyau 10.

[0019] Le dispositif d'injection 7 comprend une conduite 16 reliée à une source d'azote liquide (non représentée) et débouchant dans l'enceinte 1. Cette conduite est équipée d'une électrovanne 17 commandée par une sonde de température 18 qui mesure la température régnant dans l'enceinte 1. En variante, la conduite 16 pourrait être reliée à une source d'anhydride carbonique.

[0020] Le ventilateur 8 comprend une hélice 19 disposée coaxialement au tambour 6, dans l'extrémité ouverte du noyau 10. L'arbre 20 de cette hélice traverse à joint étanche la paroi latérale 21 en regard du corps 4 de l'enceinte 1, est porté à l'extérieur de celle-ci par deux paliers 22 et est entraîné par un moteur 23.

[0021] Le guide-câble 9 est situé en regard d'une petite fenêtre 24 prévue dans la paroi avant 25 du couvercle 5 de l'enceinte, dans le plan vertical de symétrie P du tambour 6.

[0022] Les moyens 2 de sollicitation mécanique (non représentés sur la figure 2) sont portés, à peu près dans le plan P, par un bâti commun 26 disposé à l'extérieur de l'enceinte 1, prés de la paroi 25. Ces moyens comprennent, d'amont en aval :

- un dispositif de percussion 27 constitué d'une enclume 28 surmontée de deux marteaux 29 alignés dans le plan P ;

- deux galets fous de flexion 30, dont les axes sont décalés à la fois longitudinalement et verticalement ; et

- deux brosses rotatives 31 entraînées par des moteurs respectifs 32 et dont les axes sont parallèles entre eux et parallèles au plan P.

[0023] A son extrémité aval, le bâti 26 est muni d'un guide-câble 33 situé dans le plan P.

[0024] La bobine réceptrice 3 est démontable, c'est-à-dire qu'elle est constituée de deux demi-noyaux 34 séparables portant chacun un flasgue 35. Elle est montée de façon amovible sur un support 36 équipé d'un moteur 37 d'entraînement en rotation.

[0025] En fonctionnement, le câble C est tout d'abord enroulé sur le tambour 6 en faisant tourner celui-ci à la vitesse désirée au moyen du moto-variateur 15. L'enroulement s'effectue d'une part à spires non jointives, pour chaque nappe, et d'autre part à nappes croisées, c'est-à-dire que chaque nappe a un pas d'enroulement de sens opposé à la ou aux deux nappes adjacentes. On obtient ainsi sur le noyau 10 du tambour 6 une structure très perméable aux gaz. L'extrémité libre du câble est enfilée à travers le guide-câble 9, la fenêtre 24, les moyens de sollicitation 2 et le guide-câble 33 et accrochée au noyau 34 de la bobine réceptrice 3, et le tambour 6 est immobilisé.

[0026] Lorsque ces opérations sont terminées, on met l'enceinte 1 en froid. Pour cela, on crée une circulation forcée dans cette enceinte au moyen du ventilateur 19, et on injecte de l'azote liquide. par la conduite 16 jusqu'à obtenir puis maintenir une température suffisamment basse pour fragiliser la gaine isolante, et éventuellement la gaine extérieure en acier, du câble C, alors que l'âme 38 en cuivre ou en aluminium de ce câble reste déformable à cette température. Came illustré à la figure 2, le gaz mis en circulation par le ventilateur 19 pénètre axialement dans le noyau 10 du tambour 6 par une extrémité et en ressort radialement à travers les perforations de ce noyau et à travers les nappes de câble enroulées sur lui, ce qui assure un refroidissement efficace et homogène de l'ensemble du câble.

[0027] Au bout d'un certain temps, facilement déterminable pour chaque type de câble, la ou les gaines sont fragilisées. On remarque que ce temps est pratiquement indépendant de la langueur de câble traité grâce à la méthode d'enroulement et de mise en circulation des gaz décrite ci-dessus. On entraîne alors la bobine réceptrice 3 en rotation au moyen du moteur 37, et on met en marche le dispositif de percussion 27 ainsi que les brosses 31.

[0028] Ainsi, le câble C sort progressivement de l'enceinte 1 par la fenêtre 24 ; les marteaux 29 cassent la ou les gaines, les galets 30 détachent les morceaux ainsi cassés, et les brosses 31 assurent un nettoyage final de l'âme 38 du câble. C'est donc cette âme dénudée qui s'enroule sur le noyau 34 de la bobine réceptrice 3. Des bacs collecteurs non représentés peuvent être prévus sur le bâti 26 pour recueillir les fragments séparés par les moyens 2.

[0029] Lorsque tout le câble est dénudé, on démonte la bobine 3, ce qui fournit le câble dénudé sous la forme d'un rouleau compact pouvant être directement envoyé à un four de deuxième fusion en vue de la réutilisation du cuivre ou de l'aluminium.

[0030] En variante, le tambour 6 peut être prévu amovible, ce qui permet d'effectuer l'opération d'enroulement du câble sur ce tambour à l'emplacement le plus approprié. Dans ce cas, le moto-variateur 15 associé à l'enceinte 1 peut être suppriné. On peut par exemple utiliser un bâti mobile porte-tambour équipé d'un moto-variateur, et munir l'enceinte 1 d'une porte permettant de mettre en place cet équipage dans la position représentée à la figure 2.

Revendications

1. - Procédé de dénudage cryogénique d'un câble électrique ou analogue comprenant au moins une gaine fragile à basse température et une âme métallique déformable à la même température, procédé du type dans lequel le câble (C) est refroidi par un agent cryogénique dans une enceinte (1), soumis à des sollicitations mécaniques à la sortie de cette enceinte et enroulé sur une bobine réceptrice (3), caractérisé en ce qu'on refroidit dans l'enceinte (1) l'ensemble du câble à dénuder, et on commence à extraire le câble de l'enceinte lorsque la gaine a atteint sa température de fragilisation.

2. - Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'on enroule tout d'abord le câble (C) sur un tambour (6), lequel est monté à rotation dans l'enceinte (1).

3. - Procédé suivant l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'on crée dans l'enceinte (1) une circulation forcée de gaz et on y injecte l'agent cryogénique sous la commande d'une sonde de température (18).

4. - Procédé suivant les revendications 2 et 3 prises ensemble, caractérisé en ce qu'on fait circuler le gaz axialement à travers le noyau (10) du tambour (6) et radialement à travers la ou les nappes de câble enroulées sur celui-ci.

5. - Procédé suivant les revendications 2 et 3 prises ensemble ou suivant l'une des revendications 2 et 4, caractérisé en ce qu'on enroule le câble (C) sur le noyau (10) du tambour (6) à spires non jointives, les nappes successives ayant des pas de sens alternés.

6. - Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, .caractérisé en ce qu'on utilise came agent cryogénique de l'azote liquide ou de l'anhydride carbonique.

7 - Installation de dénudage cryogénique de câbles électriques ou analogues, du type comprenant un tambour (6) destiné à recevoir le câble (C) à dénuder, une enceinte de refroidissement (1) alimentée en agent cryogénique, des moyens (2) de sollicitation mécanique du câble disposés à la sortie de cette enceinte, et une bobine réceptrice (3) pour le câble dénudé, caractérisée en ce qu'elle comprend des moyens pour porter à rotation le tambour (6) à l'intérieur de l'enceinte (1) .

8. - Installation suivant la revendication 7, caractérisée en ce que l'enceinte (1) comporte des moyens (8) de mise en circulation forcée des gaz qu'elle contient et des moyens (7) d'injection de l'agent cryogénique dans l'enceinte commandés par une sonde de température (18).

9. - Installation suivant la revendication 8, caractérisée en ce que le tambour (6) comporte un noyau perforé (10), et en ce que lesdits moyens (8) de mise en circulation forcée comprennent un ventilateur (19) disposé coaxialement à ce noyau, à une extrémité de celui-ci.

10. - Installation suivant l'une quelconque des revendications 7 à 9, caractérisée en ce que le tambour (6) est monté à demeure dans l'enceinte (1).

11. - Installation suivant l'une quelconque des revendications 7 à 10, caractérisée en ce que la bobine réceptrice (3) est démontable.

12. - Installation suivant l'une quelconque des revendications 7 à 11, caractérisée en ce que lesdits mayens de sollicitation (2) comprennent des galets de flexion (30) suivis de brosses (31), ces organes étant éventuellement précédés d'un dispositif de percussion (27).

Dessins